Astronomi gök cisimleri, fenomenler ve kökenlerin incelenmesidir. En eski bilimlerden biri olan astronomi tarih öncesi zamanlardan beri uygulanmaktadır. Modern astronomi, Newton'un Hareket Yasaları ve genel görelilik gibi kabul görmüş fiziksel teorilere dayanır. Geçmişte, astronomi herkesin yapabileceği bir şeydi ve birçok gören ve bilge, yıldızları yılın hangi saatinde olduğunu söylemek ya da denizlerde gezinmek gibi yararlı fonksiyonlar için kullanarak kendileri için ün yapmışlardı. Columbus ve çağdaşları Atlantik okyanusunda gezinmek için yıldızları kullandı.
Rönesans’a kadar astronomide heliosantriklik teorisi, yani Dünya’nın tersine değil de Güneş’i yudumladığı fikrinin popüler para kazanmaya başlaması değildi. Yansıtan teleskoplar 1600'lerin başlarında icat edildi ve Galileo Galilei onları dağlık olduğunu belirten Ayımızın ayrıntılı gözlemlerini almak için kullandı ve Jüpiter'in şerefinde Galilili ayları olarak adlandırılan en büyük dört ayını gözlemledi. Newton, günümüzde hala optik teleskoplarda kullanılan yansıtıcı teleskopu icat ederek Galileo'nun tasarımını geliştirdi.
1781'de Sör William Herschel Uranüs gezegenini keşfetti. 1838'de, paralaks - Dünya'nın yörüngesindeki konumuna bağlı olarak yıldızlardaki hafif fark - yıldızların mesafesini tam olarak belirlemek için kullanıldı. Neptün bundan kısa bir süre sonra keşfedildi. Plüton, ancak 1930 kadar kısa sürede keşfedildi.
Modern astronomi çok karmaşık ve pahalıdır. Sadece ışık ışınlarını gözlemlemek yerine, radar, kızılötesi, röntgen ve hatta kozmik ışınları gözlemliyoruz. Hubble Uzay Teleskobu gibi yörünge gözlemevleri en iyi görüntüleri üretmiş, diğer galaksilerin son derece yüksek çözünürlüklü fotoğraflarını içermektedir.
20. yüzyılın ortalarında, evrenin genişlediği keşfedildi. Bu, diğer kanıtlarla birlikte Büyük Patlama teorisine, tüm evrenin aşırı yoğunluklu bir nokta parçacık olarak başlamasına yol açtı. Kozmik mikrodalga fonunun daha sonraki gözlemleri bunu doğruladı ve Büyük Patlama bugünkü kozmolojik kökenlerin temel teorisi olarak devam ediyor.
Astronominin geleceği yeni gözlemsel teknolojilerin geliştirilmesinde yatmaktadır. İlgi alanlarından biri, görüntüleri çözmek için işbirliği içinde çalışan bir teleskop ağı kullanan, bazen "hiperteleskop" adı verilen interferometridir. Bunlar, kutupsal gezegenleri, sadece yerçekimsel imzalarından saptamak yerine doğrudan teleskoplarla gözlemleyebileceğimiz noktaya gelebilir.
